1、環境生物學第一章 環境污染的生物效應 1.概念解釋環境污染：有害物質或因子進入環境，并在環境中擴散、遷移、轉化，使環境系統的結構和功能發生改變，對人類以及其它生物的生存和發展產生不利影響的現象。環境生物效應：各種環境因素變化而導致生態系統變異的效果。污染源：向環境排放有害物質或對環境產生有害物質的場所、設備和裝置。或造成環境污染的污染物發生源。污染物：進入環境后使環境的正常組成結構、狀態和性質發生變化，直接或間接有害于人類生存和發展的物質，是造成環境污染的重要物質組成。優先控制污染物：由于有毒物質品種繁多，不可能對每一種污染物都制定控制標準，因而提出的在眾多污染物中篩選出潛在危險大的作為優先研

2、究和控制的對象。污染物形態：環境中污染物的外部形狀、化學組成和內部結構的表現形式。污染物遷移：污染物在環境中發生的空間位置的移動及其引起的富集、分散、消失的過程。污染物轉化：污染物在環境中通過物理、化學或生物的作用改變形態或轉變為另一種物質的過程。2.污染物在環境中的遷移方式和轉化途徑。遷移方式：機械遷移（水、氣、重力）；物理化學遷移（最重要的形式）；生物遷移（吸收、代謝、生長、死亡等）。轉化途徑（轉化形式有物理、化學、生物轉化）在大氣中，以光化學氧化、催化氧化反應為主；在水體中，氧化還原作用，配合作用，生物降解作用；在土壤中，生物降解為主。3.什么是生物轉運？污染物透過細胞膜的方式。生物轉運

3、：環境污染物經各種途徑和方式同生物機體接觸而被吸收、分布和排泄等過程的總稱。方式：被動轉運（簡單擴散和濾過）；特殊轉運（主動運輸和易化擴散）；胞飲作用（吞噬作用）。4.什么是污染物在體內的的生物轉化？生物轉化過程和主要反應。污染物在體內的的生物轉化：外源化合物進入生物機體后在有關酶系統的催化作用下的代謝變化過程。過程：一般分為I、II兩個連續的作用過程。在過程I（相I反應）中，外源化合物在有關酶系統的催化下經由氧化、還原或水解反應改變其化學結構，形成某些活性基團或進一步使這些活性基團暴露。在過程II（又稱相II反應）中，相I反應產生的一級代謝物在另外的一些酶系統催化下通過上述活性基團與細胞內的

4、某些化合物結合，生成結合產物，極性有所增強，利于排出。主要反應：相I反應：氧化反應，還原反應，水解反應；相II反應：葡萄糖醛酸化，硫酸化，甲基化等等。相II反應：又叫結合反應，指在酶的催化下，外源化合物的相I反應產物或帶某些基團的外源化合物與細胞內物質的結合反應。MFO的組成和作用：由細胞色素P450、NADPH細胞色素P450還原酶和磷脂組成，具有代謝非極性的親脂性有機化合物的作用。5.什么是生物濃縮、生物積累、生物放大、濃縮系數，生物濃縮的機理。生物濃縮：生物機體或處于同一營養級上的許多生物種群，從周圍環境中蓄積某種元素或難分解的化合物，使生物體內該物質的濃度超過環境中的濃度的現象。生物積

5、累：生物在其整個代謝活躍期通過吸收、吸附、吞食等各種過程，從周圍環境中蓄積某種元素或難分解的化合物，以致隨著生長發育，濃縮系數不斷增大的現象。生物放大：在生態系統中，由于高營養級生物以低營養級生物為食物，某種元素或難分解化合物在生物機體中的濃度隨著營養級的提高而逐步增大的現象。濃縮系數：BCF，指生物體內某種元素或難分解的化合物的濃度同它所生存的環境中該物質的濃度的比值。（可用以表示生物濃縮的程度）機理：污染物通過生物呼吸、食物和皮膚吸收等多種途徑進入生物體內，然后通過血液循環分散至生物體的各個部位，被生物的多種器官和組織吸收濃縮。生物各種器官和組織對某污染物的濃縮程度，取決于該物質在血液中的

6、濃度，生物組織與血液對該物質的親合性的差異以及生物組織對該物質的代謝。6.生物對環境有哪些污染效應？其污染后果如何？ 生物污染：對人和生物有害的微生物、寄生蟲等病原體和變應原等污染水、氣、土壤和食品，影響生物產量和質量，危害人類健康，這類污染稱為生物污染。（附加）生物對環境的污染效應有：病原微生物使人、家禽、家畜和植物致病；水體富營養化影響水體外觀、氣味、水生生物，產生毒素，污染飲用水；微生物代謝物污染，如H2S氣體難聞且使人中毒，酸性礦水危害周圍生物，硝酸和亞硝酸致病致癌，微生物毒素污染食品。7.闡述微生物對金屬汞、砷的生物轉化。汞Hg：在有氧條件下，某些細菌使元素汞氧化或使二價汞還原為元素

7、汞；在甲基鈷氨素參與下使汞甲基化；汞的甲基化與其脫甲基化過程保持動態平衡。砷As：某些細菌氧化亞砷酸鹽為砷酸鹽，毒性減弱；在土壤中三價砷氧化為五價；霉菌使砷化物甲基化形成劇毒的三甲基砷。第二章 污染物對生物的影響 1.何謂酶的誘導和抑制作用？舉例說明污染物對酶的誘導和抑制作用。誘導作用：污染物使酶的合成速度增加或降低酶蛋白的分解。舉例：被多氯聯苯和多環芳烴污染的河水對魚的混合功能氧化酶（CYP1A1）具有誘導作用。抑制作用：污染物與酶的中心功能基團結合而抑制酶的活性。舉例：DDT對Na+/K+ ATPase（腺三磷酶）和Mg-ATPase有抑制作用。2.闡述污染物對生物大分子的影響。污染物及其

8、活性代謝物可直接與生物大分子反應，共價結合（蛋白質、核酸、脂肪酸等），導致生物大分子的化學性損傷，從而影響生物大分子的功能，引起一系列生物學反應，產生毒性效應。抑制生物大分子的合成。3.污染物在細胞水平上的影響有哪些？表現為對細胞結構和功能的改變：引起細胞膜脂過氧化作用導致細胞膜損傷；影響細胞膜的離子通透性；與細胞膜上受體結合，干擾受體正常生理功能（細胞膜）。引起線粒體膜和嵴形態結構的改變，影響氧化磷酸化和電子傳遞功能；污染物經代謝活化產生自由基，導致內質網結構和微粒體膜的一些重要組分（如MFO）的破壞；阻礙葉綠素合成，加速葉綠素分解，破壞葉綠體超微結構，影響光合作用；影響微管、微絲、高爾基體

9、等其他細胞器（細胞器）。4.什么是靶器官？污染物對生物組織器官的影響。靶器官：污染物進入機體后，對各器官并不產生同樣的毒作用，而只對部分器官產生直接毒作用，這些器官稱為靶器官。影響：植物吸收大氣污染物后，導致葉組織的壞死，表現為葉面出現點、片傷害斑，造成葉、蕾、花、果等器官的脫落；農藥污染也能對植物器官和組織產生影響。對動物組織器官的影響較為復雜，如Pb損害造血器官和神經系統，Cd影響肝臟和腎臟，引起骨痛病；Hg引起水俁病，影響神經系統。5.什么是行為毒性？污染物對水生生物行為的影響。行為毒性：當一種污染物或其他因素（溫度、光照、輻射等）使得動物一種行為改變超過正常變化的范圍時，產生行為毒性。

10、影響：影響回避行為，使生物的分布區系改變，打亂原有的生態系統系統平衡；影響捕食行為，造成獲得的資源減少，進一步導致生物發育和繁殖受阻；影響學習行為；影響警惕行為，增加生物死亡率，導致種群數量下降；影響社會行為。對鳥類（有機磷農藥）：姿態效應的改變，對領地的失控，不能照顧后代等。（加）6.環境激素有哪幾類？環境激素的危害。環境激素：環境中存在一些天然物質和人工合成的環境污染物具有動物和人體激素的活性，這些物質能干擾和破壞野生動物和人的內分泌功能，導致野生動物繁殖障礙，甚至能誘發人類的重大疾病，這些物質被稱為環境激素。（此題中可略去）種類：天然雌激素和合成雌激素；植物雌激素；具有雌激素活性的環境化

11、學物質。危害：可使野生動物的性發育和雄性生殖器異常；使魚類等發生性逆轉，導致繁殖成功率下降；引起人體多種形式的雄性生殖系統發育障礙；與人類許多重大疾病的發生有關。7.何謂優勢種？敏感種？種的多樣性？優勢種：在群落中優勢度大的物種。敏感種：對環境條件變化反應敏感的物種。種的多樣性：群落中物種的數目（豐富度）和各物種的相對密度（群落的異質性）。8.何謂協同作用、相加作用、獨立作用、拮抗作用？協同作用：兩種或兩種以上化學污染物同時或數分鐘內先后與機體接觸，其對機體產生的生物學作用強度遠遠超過它們分別單獨與機體接觸時的生物學作用的總和。相加作用：多種化學污染物混合所產生的生物學作用強度等于其中各化學污

12、染物分別產生的作用強度的總和。獨立作用：多種化學污染物各自對機體產生毒性作用的機理不同，互不影響。拮抗作用：兩種或兩種以上的化學污染物同時或數分鐘內先后輸入機體，其中一種化學污染物可干擾另一種化學污染物原有的生物學作用，使其減弱，或兩種化學污染物相互干擾，使混合物的生物作用或毒性作用的強度低于任何一種單獨輸入機體的作用強度。9.什么是抗氧化防御系統？其作用是什么？需氧生物在長期進化中發展出的防御過氧化損害的系統。（由GSH，VC，VE，GPx，SOD，Ct等組成）作用：控制由體內代謝產生的活性氧，消除活性氧對機體的傷害作用；在一定范圍內清除氧化還原循環產生的大量活性氧。第三章 污染物的生物效應

13、檢測 1.什么是生物測試？生物測試的基本類型。指系統地利用生物的反應測定一種或多種污染物或環境要素單獨或聯合存在時，所導致的影響或危害。基本類型：短期生物測試、中期生物測試、長期生物測試。2.受試生物的選擇條件。對試驗毒物或因子具有敏感性；地理分布廣泛，數量多，易獲得；具有重大生態學價值；易于培養和繁殖；生物學背景資料豐富，已被清楚了解；對試驗毒物或因子的反應能被測定，并有標準測定方法或技術；具有重要經濟價值和旅游價值并考慮與人類食物鏈的聯系；考慮受試生物的個體大小和生活史長短；考慮是否曾經受污染；等。（選其中幾個）3.半數致死劑量、蓄積系數、最大無作用劑量和最小有作用劑量。半數致死劑量：LC

14、50，能引起一群動物的50%死亡的最低劑量。蓄積系數：分次給受試物后引起50%受試動物出現某種毒效應的總劑量（LD50（n）與一次給受試物后引起50%受試動物出現同一效應的劑量（LD50（1）的比值，即蓄積系數K=LD50（n）/ LD50（1）最大無作用劑量：化學物在一定時間內，按一定方式與機體接觸，按一定檢測方法或觀察指標，不能觀察到任何損害作用的最高劑量。最小有作用劑量：能使機體發生某種異常變化所需的最小劑量（即，能使機體開始出現某種毒性反應的最低劑量）。4.急性毒性試驗和慢性毒性試驗的一般程序。急性'：選擇受試生物；預試驗及確定劑量組；染毒方式；觀察指標；確定LD50；試驗結果

15、評價。慢性'：選定試驗動物并分組；確定染毒劑量和實驗期限；選定染毒途徑；觀察指標；試驗評價。5.致突變、致畸效應和致癌效應的基本概念。致突變：某些物質引起生物體的遺傳物質發生基因結構改變的作用。致畸效應：致畸物通過母體作用于胚胎而引起胎兒畸形的現象。致癌效應：環境中的物理、化學、生物等因素作用于生物體引起生物體發生腫瘤的作用。6.致畸物的致畸作用具有什么毒理學特點？這些特點在致畸試驗中有什么意義？毒理學特點：胚胎與致畸物發生接觸時，可因胚胎所處的發育階段不同而呈現不同敏感性；種屬差異在致畸作用中較為明顯，不同種系的動物呈現不同的敏感性。意義：同種動物重復試驗和多種動物實驗結果的一致性才

16、可對受試物的致畸作用有助于作出比較可靠的結論；由于動物的種系間存在差異，不能根據一種動物的致畸性而簡單推論對人類一定具有致畸作用。7.微宇宙的基本概念，舉例說明微宇宙試驗的設計。微宇宙：是自然生態系統的一部分，包含生物和非生物的組成及其過程，能提供自然生態系統的群落結構和功能。標準化水生微宇宙設計舉例：時間（64天）；實驗容器（4L廣口瓶）；實驗生物（10種藻類，4種無脊椎動物，1種細菌）；環境條件（溫度、光照、pH等）第四章 環境質量的生物監測與生物評價 1.生物檢測與化學測試相比有哪些優點？存在哪些不足？優點：能直接反映出環境質量對生態系統的影響；能綜合反映環境質量狀況；具有連續監測的功能

17、；監測靈敏度高；價格低廉，不需購置昂貴的精密儀器；不需要繁瑣的儀器保養及維修等工作；可以在大面積或較長距離內密集布點，甚至在邊遠地區也能布點進行監測。不足：不能像理化監測儀器那樣迅速作出反應；不能像一起那樣能精確地監測出環境中某些污染物的含量，生物監測通常只是反映各監測點的相對污染或變化水平。生物監測：利用生物個體、種群或群落對環境污染或變化的反應闡明環境污染狀況，從生物學角度為環境質量的監測和評價提供依據。（加）2.大氣污染的生物檢測方法有哪些？指示植物；現場調查法；植物群落監測法；現場盆栽定點監測法；地衣、苔蘚監測法；微核技術的應用；污染量指數法；大氣污染的綜合生態指標。3.水污染的生物監

18、測方法有哪些？細菌學監測（通常以大腸菌群為指標）；浮游生物檢驗法；底棲大型無脊椎動物監測法；微型生物群落監測法。4.如何進行水環境的生物學評價？水體受到污染后，對生存于其中的生物產生影響，生物也對此做出不同的反應和變化，其反應和變化是水環境評價的良好指標，這是水環境質量的生物學評價的基本依據和原理。主要的評價方法有：一般描述對比法；指示生物法；污染生物系統；生物指數；種的多樣性指數；生產力分析；殘留量指數和富集系數。5.化學品生態風險評價的定義、基本內容和評價程序。定義：確定環境中的化學品對非人群生態系統不利影響的概率和大小，以及這些風險可接受程度的過程。基本內容：暴露評價、受體分析、危害評價

19、、風險表征。評價程序：危害識別、暴露反應估算、暴露評價、風險表征。6.生物標志物的定義、種類以及在監測中的作用。定義：亞個體和個體水平上既可以測定污染物暴露水平，也可以測定污染物效應的生理和生化指標。種類：暴露生物標志物，效應生物標志物。作用：能在最早期階段發現污染物的危害，起到預警系統的作用；預測污染物對另一個物種的影響更加準確和精確，可用低等物種來預測高等物種；可以反映特定環境中的生物體在生理上是否正常，起到環境診斷的作用；反應一般較為快速，通常在48h可表現出來。7.環境質量和生態環境質量以及它們的基本內涵。環境質量：在一個具體的環境內，環境的總體或環境的基本要素對人群的生存和繁衍及社會

20、經濟發展的適宜程度，是反映人類的具體要求而形成的對環境的性質及數量進行評定的一種概念。基本內涵：環境質量指自然環境質量和社會環境質量兩個方面，包括物理的、化學的和生物的質量，又可具體劃分為大氣環境質量、水環境質量、土壤環境質量、生物環境質量等。生態環境質量：除人口種群以外的生態系統中不同層次的生物組成的生命系統在人為作用下所發生的好與壞的變化程度或總變化狀態。基本內涵：生態環境質量是從生態系統的層次上，研究系統各組分，特別是有生命組分的質量變化規律和相互關系，以及人為作用下結構和功能的變化情況，從而評定其環境質量的優劣，其綜合性很強。環境生物學一填空1.污染物在環境中的遷移方式主要有 機械遷移

21、 、 物理-化學遷移、 生物遷移 2.污染物在水體中轉化的主要途徑有 氧化還原作用 、 配合作用 、 生物降解 作用。3.環境污染物透過生物膜的生物轉運過程，主要分為 被動轉運、特殊轉運 和 胞飲作用 三種形式。4.大多數動物對污染物的吸收主要通過 呼吸系統吸收 、 消化管吸收 、 皮膚吸收 三條途徑。5.污染物對生物的不利影響最先作用于 細胞膜 。6.污染物進入機體后導致的生物化學變化包括： 防護性 反應和 非防護性 反應。7.酶抑制作用可分為 可逆 和 不可逆 抑制作用兩大類。8.多種化學污染物的聯合作用通常分為協同作用、相加作用 、獨立作用 和 拮抗作用 4種類型。9.環境效應按環境變化

22、的性質可分為 環境生物效應 、 環境化學效應、 環境物理效應 10.污染物進入環境的途徑：自然界釋放、人類活動過程中的無意釋放和人類活動過程中故意應用。11.環境中微生物對金屬的轉化，主要是通過 氧化還原 和 甲基化 作用12.環境激素主要包括天然激素和合成激素、植物雌激素 、和具有雌激素活性的環境化學物質等三類。13.影響生物測試結果的主要因素有：受試生物 、試驗條件 和不同的實驗室。14.水污染的生物監測方法有：水污染的 細菌學監測 ；浮游生物監測法；底棲大型無脊椎動物監測法和 微型生物群路 監測法。15.污染物對群落的影響表現在：污染物可導致群落 組成 和 結構 的改變。16.環境污染的

23、“三致作用”是指環境污染具有使人或哺乳動物致癌、致畸 和 致突變 的作用。17.毒性試驗常用參數EC50和IC50分別表示能引起50%受試生物的某種效應變化的濃度和能引起受試生物的某種效應50%抑制的濃度。18.現代生物技術的核心基礎是基因工程。二、名詞解釋1.環境生物效應：各種環境因素變化而導致生態系統變異的效果。2.污染物轉化：污染物在環境中通過物理的、化學的或生物的作用改變其形態或轉變為另一種物質的過程。行為毒性：當一種污染物或其他因素（如溫度、光照、輻射）使得動物一種行為改變超過正常變化的范圍。3.環境激素：具有動物和人體激素的活性，能干擾和破壞野生動物和人內分泌功能，導致野生動物繁殖

24、障礙，甚至能誘發人類重大疾病的天然物質或人工合成的環境污染物4.共代謝：只有在初級能源物質存在時才能進行的有機化合物的生物降解過程。5.生物標志物：用于監測和評價能夠導致生物有機體的生物化學和生理學改變的化學污染物。6.生物測試：系統地利用生物的反應測定一種或多種污染物或環境因素單獨或聯合存在時，所導致的影響或危害。7.活性污泥：微生物群體及它們所依附的有機物質和無機物質的總稱。8.生態工程：人工設計的、以生物種群為主要結構組分、具有一定功能的、宏觀的、人為參與調控的工程系統。9.生物修復：利用生物將土壤、地表及地下水或海洋中的危險性污染物現場去除或降解的工程系統。10.生物濃縮系數：生物體內

25、某種元素或難分解的化合物的濃度同它所生存的環境中該物質的濃度比值，可用以表示生物濃度的程度。11.抗氧化防御系統：在長期進化中，需氧生物發展防御過氧化損害的系統12.氧垂曲線：在河流受到大量有機物污染時，由于有機物這種氧化分解作用，水體溶解氧發生變化，隨著污染源到河流下流一定距離內，溶解氧由高到低，再到原來溶解氧水平，可繪制成一條溶解氧下降曲線，稱之為氧垂曲線。13.協同作用：兩種或兩種以上化學污染物同時或數分鐘內先后與機體接觸，其對機體產生的生物學作用強度遠遠超過它們分別單獨與機體接觸時所產生的生物學作用的總和。14.蓄積毒性作用：低于中毒閾劑量的外來化合物，反復多次對與機體持續接觸，經一定

26、時間后使機體出現明顯的中毒表現15.指示生物：是指環境中隊某些物質能產生各種反應或信息而被用來監測和評價環境質量的現狀和變化的生物。16.BOD：水中有機物由于微生物的生化作用進行氧化分解，使之無機化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數量，即生化需氧量。17.生物降解：復雜的有機物質被生物降解成為低分子量產物的過程18.人工濕地：根據自然濕地模擬的人工生態系統19.環境污染：有害物質或因子進入環境，并在環境中擴散、遷移、轉化，使環境系統的結構和功能發生改變，對人類以及其它生物的生存和發展產生不利影響的現象。20.環境生物效應：各種環境因素變化而導致生態系統變異的效果。21.污染源：向環境排放有害物

27、質或對環境產生有害物質的場所、設備和裝置。或造成環境污染的污染物發生源。22.污染物：進入環境后使環境的正常組成結構、狀態和性質發生變化，直接或間接有害于人類生存和發展的物質，是造成環境污染的重要物質組成。23.優先控制污染物：由于有毒物質品種繁多，不可能對每一種污染物都制定控制標準，因而提出的在眾多污染物中篩選出潛在危險大的作為優先研究和控制的對象。24.污染物形態：環境中污染物的外部形狀、化學組成和內部結構的表現形式。25.污染物遷移：污染物在環境中發生的空間位置的移動及其引起的富集、分散、消失的過程。26.污染物轉化：污染物在環境中通過物理、化學或生物的作用改變形態或轉變為另一種物質的過

28、程。27.協同作用：兩種或兩種以上化學污染物同時或數分鐘內先后與機體接觸，其對機體產生的生物學作用強度遠遠超過它們分別單獨與機體接觸時的生物學作用的總和。28.相加作用：多種化學污染物混合所產生的生物學作用強度等于其中各化學污染物分別產生的作用強度的總和。29.獨立作用：多種化學污染物各自對機體產生毒性作用的機理不同，互不影響。30.拮抗作用：兩種或兩種以上的化學污染物同時或數分鐘內先后輸入機體，其中一種化學污染物可干擾另一種化學污染物原有的生物學作用，使其減弱，或兩種化學污染物相互干擾，使混合物的生物作用或毒性作用的強度低于任何一種單獨輸入機體的作用強度。31.優勢種：在群落中優勢度大的物種

29、。32.敏感種：對環境條件變化反應敏感的物種。33.種的多樣性：群落中物種的數目（豐富度）和各物種的相對密度（群落的異質性）三、簡答題1、簡述微生物對金屬汞、砷的生物轉化。答：汞Hg：在有氧條件下，某些細菌使元素汞氧化或使二價汞還原為元素汞；在甲基鈷氨素參與下使汞甲基化；汞的甲基化與其脫甲基化過程保持動態平衡。砷As：某些細菌氧化亞砷酸鹽為砷酸鹽，毒性減弱；在土壤中三價砷氧化為五價；霉菌使砷化物甲基化形成劇毒的三甲基砷。2、污染物在細胞水平上的影響有哪些？答：一、對細胞膜的影響。首先，污染物引起膜脂的過氧化作用導致細胞膜的損傷。其次，污染物可影響細胞膜的離子通透性。再者，污染物與細胞膜上的受體

30、結合，干擾受體正常的生理功能。二、對細胞器的影響。線粒體 污染物可以引起細胞線粒體膜和嵴的形態結構的改變，而且影響線粒體的氧化磷酸化和電子傳遞功能。光面內質網 污染物經代謝活化產生自由基，可導致內質網結構和微粒體膜的一些重要組分如混合功能氧化酶的破壞。粗糙內質網 多種結構的化學致癌物，能引起粗糙內質網上的核糖體脫落，導致蛋白質合成控制的改變。3、生物監測與化學測試相比有哪些優點？存在哪些不足？答：優點：能直接反應環境質量對生態系統的影響。 不需要購置昂貴的儀器及進行儀器保養和維修。 可大面積或長距離內密集布點。缺點：反應不夠迅速，無法精確檢測某些污染物的含量，精度不高。 易受環境因素的影響，如

31、季節和地理環境等。4、好氧生物處理與厭氧生物處理有哪些主要區別？答：（1）起作用的微生物群種不同 （2）產物不同 （3）反應速度不同 好氧分解速度快，厭氧分解轉化速度慢，效率低，時間長（4）對環境條件要求不同 好氧生物處理要求充足供氧，對其它環境條件要求不太嚴格；厭氧生物處理要求絕對厭氧環境，對其它環境條件（如pH值，溫度等）要求甚嚴，一般要求有機物濃度>1000mg/l。（5）受氫體不同。好氧生物以分子態氧為受氫體，厭氧生物以化合態鹽、碳、硫、氮為受氫體5、請敘述基因工程的基本過程以及所涉及的重要工具酶。答：基本過程：1.制備目的基因 2.選擇合適的載體，將目的基因與載體相連接

32、生成重組DNA分子 3.將重組DNA分子導入受體 4.對目的基因的篩選和檢測 5.目的基因在受體細胞的表達重要工具酶：限制性內切酶、 DNA連接酶6、什么是水體自凈？自凈過程中主要發生了哪些作用？可根據哪些指標判斷水體自凈程度？答：受污染的水質自然地恢復原樣的現象成為水體自凈發生的作用：物理作用：稀釋、沉降 化學作用：氧化、還原、凝聚 生物作用判斷指標：1.有機物的濃度 2.生物的相 3.溶解氧的濃度7、簡述污染物對生物大分子的影響。答：污染物及其活性代謝產物可直接與生物大分子反應，共價結合，導致生物大分子的化學性損傷，從而影響生物大分子的功能，引起一系列生物學反應，產生毒效應8、在生物測試中

33、，受試生物一般應符合哪些條件？答：. 受試生物對試驗毒物或因子具有敏感性.受試生物應具有廣泛的地理分布和足夠的數量，并在全年中在某一實際區域范圍內可獲得.受試生物應是生態系統的重要組成，具有重大的生態學價值.在實驗室內易于培養和繁殖受試生物應具有豐富的生物學背景資料，人們已經清楚了解受試生物的生活史、生長、發育、生理代謝等.受試生物對試驗毒物或因子的反應能夠被測定，并具有一套標準的測定方法或技術.受試生物應具有重要的經濟價值和旅游價值，應考慮人類食物鏈的聯系9、厭氧生物處理廢水的原理是什么？簡述厭氧發酵的生化過程。答：原理：利用厭氧微生物在缺氧并且在所需要的營養條件和環境條件下分解有機污染物，

34、產生甲烷和二氧化碳。生活過程：1.水解階段 2.酸化階段3.甲烷化階段10、微生物的哪些特點使其在環境污染處理過程中起著不可替代的作用？答：.微生物個體微小，比表面積大，代謝速率快.微生物種類繁多，分布廣泛，代謝類型多樣.微生物具有多種降解酶.微生物繁殖快，易變異，適應性強.微生物具有巨大的降解能力.微生物的共代謝作用11、什么是生物修復技術的理論基礎？它具有哪些特點？答： 生物修復是環境工程領域剛剛興起的一門新技術，用一種或多種微生物來降解土壤中的有機毒物，如農藥、石油烴類和有機磷、有機氯等，使這類物質變成無毒的或變成二氧化碳，這個過程國際上叫“生物修復工程”。目前已成功應用于土壤、地下水、

35、河道和近海洋面的污染治理。特點：與物理、化學處理處理技術相比，生物修復技術投資費用省，對環境影響小，能有效降低污染物濃度，適用于其他技術難以應用的場地，微生物對環境的要求比較苛刻。四、問答題1、水體富營養化造成的環境問題日益突出，試分析水體富營養化形成的原因及產生的不良后果，并結合你所學知識談談防治水體富營養化的措施。答：原因：由于人類的活動，將大量工業廢水和生活污水以及農田徑流中的植物營養物質排入湖泊、水庫、河口、海灣等緩流水體。不良后果：水生生物特別是藻類將大量繁殖，形成水華現象，藻類遮蔽陽光，使水底生植物因光合作用受到阻礙而死去，使生物量的種群種類數量發生改變，破壞了水體的生態平衡。大量

36、死亡的水生生物沉積到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水體溶解氧含量急劇降低，水質惡化，以致影響到魚類的生存；一些腐敗后放出氮、磷等植物的營養物質，從而又大大加速了水體的富營養化過程。這樣年深月久，造成惡性循環，使水體嚴重變質。防治措施：首先應控制營養物質進入水體。治理富營養化水體。如：采取疏浚底泥，去除水草和藻類，引入低營養水稀釋和實行人工曝氣等措施。生物防治，如引入大型挺水植物與藻類競爭、養殖捕食藻類的魚等抑制藻類繁殖生長。環境生物學一、名詞解釋：1.環境激素：指環境中存在的具有動物和人體激素活性的一些由天然物質和人工合成的環境污染物稱為環境激素，這些物質能干擾和破壞野生動物和人內分

37、泌功能，導致野生動物繁殖障礙，甚至能誘發人類重大疾病。2.最小致死量（MLD）：指能使一群動物中僅有個別死亡的最高劑量或濃度。3.蓄積毒性作用：低于中毒閾劑量的外來化合物，反復多次地與機體持續接觸，經一段時間后是機體出現明顯的中毒表現，即為蓄積毒性作用。4.生物積累：是指生物在其整個代謝活躍期通過吸收、吸附、吞食等各種過程，從周圍環境中蓄積某些元素或難分解的化合物，以致隨生長發育，濃縮系數不斷增大的現象，又稱生物學積累。5.固定化酶：又稱水不溶酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法將水溶性酶和固態的不溶性載體相結合，使酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物。6.生物標志物：用于檢測和評價化學污染物的

38、暴露及其效應的由化學污染物所導致的生物有機體的生物化學和生理學改變稱之為生物標志物9.共代謝作用：指只有在初級能源物質存在時才能進行的有機化合物的生物降解過程。10.活性污泥法：是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機廢水的一類好氧生物處理方法。11.污泥沉降比（SV）：指一定量的混合液靜置30min后，沉降的污泥體積與原混合液體積之比，以百分數來表示。其反映了曝氣池正常運行的污泥量，用來控制剩余污泥的排放量，同時也能反映污泥膨脹等異常現象，以便及時采取措施。12.污泥容積系數（SVI）：又稱污泥指數，指曝氣池中混合液經30min靜置沉降后體積與污泥干重之比。其反映了活性污泥的凝聚性和沉降性，一般控

39、制在50-150之間，若其大于200，則表明污泥已膨脹。13.生物轉化：是指外源化合物進入生物機體后在有關酶系統的催化作用下的代謝變化過程。14.生態模擬：即微宇宙法，是研究污染物在生物種群、群落、生態系統和生物圈水平上的生物效應的一種方法，又稱為模型生態系統法。微宇宙是自然生態系統的一部分，包含有生物和非生物的組成及其過程，能提供自然生態系統的群落結構和功能。15.生物放大：是指在生態系統中，由于高營養級生物以低營養級生物為食物，某種元素或難分解化合物在生物機體中的濃度隨著營養級的提高而逐步增大的現象，又稱生物學放大。16.活性污泥：由好氣性微生物及其代謝和吸附的有機物、無機物組成的微生物絮

40、體即活性污泥。17.LD50：即半致死劑量或濃度，指能引起一群動物的50%死亡的最低劑量或濃度。18.LD0：即最大耐受劑量或濃度，指能使一群動物雖然發生嚴重中毒，但全部存活無一死亡的最高劑量或濃度。19.拮抗作用：指兩種或兩種以上化學污染物進入機體后，污染物的總作用強度小于其中任何一種成分的單獨作用。優先污染物：指一些具有生物積累性、毒性大、自然降解弱和三致（致癌、致畸、致突變）作用的污染普遍的有毒有機化學污染物，稱為優先污染物（或稱優先控制污染物）20. 需氧污染物：指降解時需要消耗氧的一些有機污染物，主要包括糖類、脂肪和蛋白質。二、填空題1環境生物學是研究生物與受人類干預的環境之間相互作

41、用的規律及其機理的科學人類干擾包括兩個方面：一是 指人類活動對生態系統造成的污染 ；二是 指人類活動對生態系統的影響和破壞，即對自然資源的不合理利用 。環境生物學在應用 生態學 學和 毒理 學等學科的研究方法的基礎上已經形成自己的一套研究方法。2生物污染按照物種的不同，可以分為 動物 污染、 植物 污染和 微生物 污染三種類型。31962年，美國生物學家R.卡遜寫的科普作品 寂靜的春天 ，詳細描述了濫用化學農藥造成的生態破壞，這本書引起了西方國家的強烈反響。3人類對環境的干預包括人類活動對生態系統造成的 污染 ；人類活動對生態系統的 影響和破壞 兩個方面。4氮素化肥在土壤中以 硝 態氮和 胺

42、態氮兩種形式出現，氮肥施用過多，促使土壤中硝酸鹽濃度增高，在土壤微生物的作用下，硝酸鹽轉化為 亞硝酸鹽 ，此轉化物可與土壤中各種胺類化合物反應生成強致癌物質 亞硝胺 ，對人體危害極大。5污染物不同形態表現出不同的污染效應，這些形態包括： 價態 、 化合態 、結構態、絡合態。6在自然界，天然木素分子的降解主要是靠 白腐 菌完成7. 硝化作用分兩步進行：首先是氨氧化成亞硝酸，二是把亞硝酸氧化成硝酸。硝酸鹽還原包括 異化 硝酸鹽還原和 同化 硝酸鹽還原。異化硝酸鹽還原又分為 發酵 性硝酸鹽還原和 呼吸 性硝酸鹽還原（反硝化作用）,同化硝酸鹽還原是硝酸鹽被還原成 亞硝酸鹽 和氨，氨被同化成 氨基酸 的

43、過程。8. 機體對生活環境中化學物的吸收途徑有： 呼吸系統 吸收 、 消化管 吸收、 皮膚 吸收以及其它途徑吸收。9. 外源化學物的生物轉化通常是酶促反應，參與生物轉化的極為復雜，這些生物轉化酶主要存在 內質網 以及 和 胞液 中。10. 生物地球化學循環指生物的 合成 作用和 分解或礦化 作用所引起的污染物周而復始的循環運動過程。11. 氮循環由6種氮化合物的轉化反應所組成：分別是 、 氫化(脫氨) 、硝化作用、反硝化作用和硝 酸鹽還原。12.在廢水生物脫氮過程中，當廢水的BOD5與總氮的比值為 3:1 時，需另加外碳源。13.微宇宙法，是研究污染物在生物種群、群落、生態系統和生物圈水平上的

44、生物效應的一種方法，又稱為模型生態系統法。1闡述呼吸道吸收的特點和影響吸收的因素有哪些。 吸收特點：氣體與蒸氣主要通過簡單擴散被吸收。肺中的吸收過程進行的較為迅速。肺泡壁和毛細血管壁及間質總厚度在1um左右，而且肺泡與肺泡之間的毛細血管極為豐富，所以氣體由肺泡進入毛細血管的路程很短，極易透過，吸收過程可迅速完成。有些外源化學物可直接經肺靜脈進入全身血液循環,并在全身組織器官分布,避免了肝臟的首過消除作用，故毒性可能較強。此外，各種外來化合物與細菌、病毒以及植物花粉和孢子等皆可形成固體氣溶膠。氣溶膠和顆粒物進入呼吸道后將在呼吸道中沉積或儲留，少數水溶性較高的物質可通過簡單擴散進入血液，大部分顆粒

45、可隨同氣流到達終末細支氣管和肺泡內，沉積、附著于細胞表面，對機體造成一定的損害。影響吸收的因素：氣體在肺泡氣與血漿中的濃度差 氣體的吸收是一個動態平衡的過程，即該氣體由肺泡進入血液的速度等于由血液進入各組織細胞的速度時的狀態。平衡狀態下，該氣體在血液中的濃度(mg/l)與其在肺泡氣中的濃度(mg/l)之比，稱為血氣分配系數，每種氣體的分配系數為一常數。肺的通氣量與血流量 如過氣體在血液中的血氣分配系數較低，既使通氣量增加，也不能使吸收入血的氣體增多，還必須增加血流量，才能使吸收增多。反之，血氣分配系數較高的氣體，極易由肺泡吸收進入血液，因此增加通氣量即呼吸頻率或每分鐘通氣量就能使吸收增多。氣體

46、的分子量及在水中的溶解度 溶于水的氣體大多通過親水性孔道被轉運，所以溶解度高和分子量小的氣體容易吸收。溶于生物膜脂質的氣體吸收情況主要取決于脂水分配系數，脂水分配系數越大越易被吸收，較少受分子量大小的影響。2分別簡述急性毒性試驗、慢性毒性試驗和蓄積試驗的目的。急性毒性試驗的目的：求出受試物對一種或幾種實驗動物的致死劑量，通常以半數致死量（>LD50）為主要參數。闡明受試化合物急性毒性的劑量反應關系與中毒特征。利用急性毒性試驗方法研究化合物在機體內的生物轉運和生物轉化過程及其動力學變化。(4分)慢性毒性試驗的目的：慢性毒性試驗是檢測在較長時間內，以小劑量反復染毒后所引起損害作用的試驗。其主

47、要目的是評價化學物在長期小劑量作用的條件下對機體產生的損害及其特點，確定其慢性毒作用閾劑量和最大無作用劑量，為制訂環境中有害物質的最高容許濃度提供實驗論據。蓄積試驗的目的：環境化學物質進入機體后，經過代謝轉化排出體外，或直接排出體外。當其連續地、反復地進入機體，而且吸收速度超過代謝轉化與排泄的速度時，化學物質在體內的量逐漸增加，稱為化學物質的蓄積作用。外源性化學物在機體的蓄積作用是化學物發生慢性中毒的物質基礎。因此，蓄積試驗研究外源化學物在機體內有無蓄積作用及蓄積程度如何，是評價化學物能否引起潛在的慢性毒性的重要方法之一，也是制定有關的衛生標準時選擇安全系數的依據之一。3 影響胃腸道吸收的因素

48、有哪些方面的因素？ 外源化學物的性質：溶解度較低者，吸收差；脂溶性物質較水溶性物質易被吸收；分散度越大，吸收越容易；解離狀態的物質吸收速度慢。機體方面的影響：胃腸蠕動較強，吸收少，反之，有利于吸收；胃腸內容物較多時，吸收減慢；反之，空腹或饑餓狀態下容易吸收；胃液的酸度較高（pH=0.9-2.5）, 弱有機酸類多以未解離的分子狀態存在，在胃中易被吸收。小腸內酸堿度已趨向于弱堿性或中性(pH=6.6-7.6), 弱有機堿類在小腸內主要是非解離狀態，也容易通過簡單擴散而被吸收。某些特殊生理狀況如：妊娠和授乳期對鉛和鎘的吸收增強。胃酸分泌隨年齡增長而降低，可影響弱酸或弱堿性物質的吸收。4污染物對生物大

49、分子的影響主要表現在哪些方面？ (1)干擾正常的受體配體的相互作用 受體是許多組織細胞膜上的大分子成分；配體是生物體內的一些具有生物活性的化學物。正常情況下，受體與配體結合形成受體配體復合物，產生一定的生物學效應。 (2)生物膜損傷 不少環境化學物通過改變膜脂流動性，影響膜的通透性和鑲嵌蛋白質的活性，改變其結構和穩定性，從而產生生物效應 (3)干擾細胞內鈣穩態 正常情況下細胞內的鈣濃度較低（107108 mol/L），細胞外濃度較高（103 mol/L ）。各種細胞毒物，如硝基酚、過氧化物、汞、鉛等重金屬離子均能干擾細胞內鈣穩態，引起細胞損傷和死亡。 (4)干擾細胞能量的合成 一些環境污染物可

50、干擾糖類的氧化，使細胞不能合成能被生物利用的ATP，ATP使細胞生命活動得不到充足的能量供給 (5)脂質過氧化與自由基 脂質過氧化是細胞損傷的一種特殊方式,是由于產生了自由基而引起的,正常情況下,生物體內氧化、還原和酶促反應過程中，均可產生少量自由基，一般可被體內存在的抗氧化物質（如維生素C、維生素E）所對抗，對生物危害不大。當大量污染物（自由基）進入機體，造成機體抗氧化作用失衡，即可發生脂質過氧化，對生物體造成危害。 (6)與生物大分子共價結合 共價結合可改變生物大分子的結構和功能，引起一系列生物學改變，特別是與酶蛋白、脂肪、核酸等重要生物大分子共價結合，能改變其化學結構，影響其生理功能，甚

51、至導致變性和細胞死亡 (7)誘導生物機體內一些功能蛋白的產生 如應激蛋白和金屬硫蛋白的產生，這些蛋白質的產生可保護生物機體抵抗污染物的損害。注：金屬硫蛋白對二價金屬離子具有極高的親和力，在細胞內起貯存必需的微量金屬如Zn、Cu和結合有毒金屬如Cd、Hg的作用，它與必需金屬的結合起調節這些金屬在細胞內濃度的作用，而與有毒金屬結合則可以保護細胞免受金屬毒性影響。5活性污泥由哪些微生物組成；它們的組成類型與活性污泥系統運轉正常與否有何關聯，繪出ASP工藝流程圖。（1）活性污泥的微生物有細菌、霉菌和原生動物等組成：細菌：堿桿菌、微桿菌、叢毛單胞菌、芽孢桿菌、假單胞菌、柄桿菌、球衣菌、動膠菌和黃桿菌等。

52、霉菌：酵母、假絲酵母、青霉菌和鐮刀霉菌，它們能在酸性條件下生長繁殖，且需氧量比細菌少，所以在處理某些特種工業廢水及有機固體廢渣中起到重要作用。原生動物和微型后生動物：原生動物以游泳型的纖毛類為主，如草履蟲。如果運轉正常，出水良好，原生動物則以固著的纖毛類為主，例如鐘蟲、累枝蟲等。后生動物：輪蟲、甲殼蟲和線蟲等，以游離的細菌和有機微粒作為食物，可以起到提高出水水質的作用。（2）組成與系統運轉的關聯：如果活性污泥系統運轉不正常，出水水質差，則原生動物以游泳型的纖毛類為主，如草履蟲。如果運轉正常，出水良好，原生動物則以固著的纖毛類為主，例如鐘蟲、累枝蟲等，并有后生動物出現，如輪蟲、甲殼蟲和線蟲。（3

53、）工藝流程圖: 標準（推流式）活性污泥法（CAS）：廢水初沉淀池懸浮固體去除掉曝氣裝置（活性污泥就在這種裝置中將廢水中BOD降解了，并產生新的活性污泥）二次沉淀池固液分離（上清液排放，沉淀下來的污泥一部分回流到曝氣池中，一部分作為剩余污泥而排放）。推流式活性污泥法的曝氣池一般為一個長條的矩形池，廢水從一端進入，另一端流出，池中曝氣裝置多數為鼓風式。普通曝氣法是在池內均勻地通入空氣。混合液懸浮固體濃度為1.5千mg/L3千mg/L，活性污泥回流比約為1030，去除每公斤BOD需空氣44m362m3。普通曝氣法優點為出水水質高，BOD去除率高，缺點是氧利用率低，曝氣時間長，適應水質變化的能力差。為

54、了克服上述缺點，在普通曝氣法的基礎上進行了曝氣量控制和進水水量控制，如漸減曝氣系統、逐步曝氣法、吸附再生法等，目的都是為了提高氧的利用率，增加BOD的去除量，縮短處理時間，提高出水水質。供氣設備為鼓風機，充氧設備有穿孔管、微孔曝氣器、散流式曝氣器和曝氣軟管等6微生物對化學物質的降解與轉化有哪些特點，使其在環境污染處理中起著不可替代的作用？（1）個體微小，比表面積大，代謝速率快；（2）種類繁多，分布廣泛，代謝類型多；（3）具有多種降解酶；（4）繁殖快，易變異，適應性強；（5）具有巨大降解能力；（6）具有共代謝作用。7. 簡述監測和評價中生物標志物的作用。體內劑量、生物有效劑量可作為污染物危害監測

55、和鑒定的重要指標；是定性污染物與暴露后果相聯系的重要參考；生物標志物能應用于確定暴露一反應，暴露一效應關系和危險度的估計；生物效應分子生物標志物，細胞結構功能改變標志物有助于污染物對機體損傷機制的研究；易感性生物標志物，對發現污染易感個體和制定保護易感人群的衛生措施有著十分重要的價值。 8.生物修復的本質是生物降解，能否成功取決于生物降解速率，在生物修復中采取強化措施促進生物降解十分重要。這些強化措施促主要包括哪些方面？接種微生物  目的是增加降解微生物數量，提高降解能力，針對不同的污染物可以接種人工篩選分離的高效降解微生物，接人單種、多種或一個降解菌群，人工構建的遺傳工程菌被認為是

56、首選的接種微生物；添加微生物營養鹽  微生物的生長繁殖和降解活動需要充足均衡的營養，為了提高降解速度，需要添加缺少的營養物；提供電子受體  為使有機物的氧化降解途徑暢通，要提供充足的電子受體，一般為好氧環境提供氧，為厭氧環境的降解提供硝酸鹽；提供共代謝底物  共代謝有助于難降解有機話染物的生物降解；提高生物可利用性  低水溶性的疏水污染物難于被微生物所降解，利用表面活性劑、各種分散劑來提高污染物的溶解度，可提高生物可利用性； 添加生物降解促進劑  一般使用H2O2可以明顯加快生物降解的速度。9電磁輻射的有哪些方面的生物效應？（8分）答：（1）使

57、癌癥發病率增高（2）影響生殖功能 如：5-10mw/cm2的電磁輻射，其子女中畸形兒童的發病率異常高。 （3）損害中樞神經系統 輕則引起失眠多夢、頭痛頭昏、疲勞無力、記憶力減退、易怒、抑郁等神經衰弱癥；重則使大腦皮質細胞活動能力減弱，并造成腦損傷。（4）引起心血管疾病 如心率加快、血壓升高、呼吸率加快、喘息、出汗等，嚴重的還會出現抽搐和呼吸障礙。 （5）傷害眼睛 白內障形成的最小功率密度約150mW/cm2,100min。低于500MHz的頻率引起眼損害的可能性不能完全排除。10.生物膜有哪些特點？細胞與外界環境交換一些大分子物質的過程有哪些方式？特點微生物多樣性高：在所形成的生物膜中與凈化有關的微生物種類的多樣性程度較高，其中包括好氧細菌、厭氧細菌、真菌和藻類，使其在去除污染物方面更具有廣譜性。生物膜各段的微生物類群不同：在多段式的生物膜法處理中，與凈化程度相對應，分別出現不同的微生物優勢種。微生物群落的種類組成隨廢水的凈化過程而相應的發生演替的處理方法被認為較為